KR100530310B1

KR100530310B1 - 열처리 시스템

Info

Publication number: KR100530310B1
Application number: KR10-1999-0019157A
Authority: KR
Inventors: 가와모토히로시
Original assignee: 고요 써모시스템 주식회사
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2005-11-22
Also published as: KR20000074896A

Abstract

열풍 가열식 열처리 시스템에 있어서, 열처리 장치(2, 102)는, 가열실(13, 113) 내에서 랙(15, 115)에 의해 지지되는 복수 장의 판형 피처리물(3, 103)을 가열하는 열풍을 발생시키고, 상기 랙(15, 115)을 가열실(13, 113)과 냉각실(14, 114) 사이에서 왕복 이동시키며, 상기 가열실(13, 113)과 냉각실(14, 114)의 접속 개구(12a, 112a)를 개폐하는 개폐 기구(51, 151)를 구비한다. 상기 열처리 장치에 있어서는 상기 열풍이 통과하는 먼지 제거용 필터(17, 117)가 설치된다. 상기 냉각실(14, 114)에서 랙(15, 115)에 의해 지지되는 판형 피처리물(3, 103)은 방치되어 냉각될 수 있으며, 상기 판형 피처리물(3, 103)을 강제로 공기 냉각하는 공냉 수단이 구비되어 있다.

Description

열처리 시스템{HEAT TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 예컨대 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판이나, 이 유리 기판을 이용한 전자 부품 등의 판형 피처리물을 청정 환경하에서 열처리하는 열풍 가열식 열처리 시스템에 관한 것이다.

질소(N₂) 등의 분위기 가스 중에서, 판형 피처리물을 로트(lot) 단위(예컨대 액정 디스플레이 장치용 유리 기판 20장 등)로 처리하는 경우, 배치(batch) 처리가 필요하다. 종래의 판형 피처리물은 열풍 가열식 열처리 장치 내에 고정된 랙에 의해 지지된 상태로 열처리 되었다. 또는, 로트 단위의 판형 피처리물을 카세트에 수납하고, 이 카세트를 열풍 가열식 열처리 장치의 내외로 출납하여, 그 카세트에 의해 지지한 상태로 열처리 하였다.

상기와 같은 랙을 이용하는 경우, 복수의 판형 피처리물을 로봇 등을 구비하는 반송 장치에 의해 랙으로부터 1장씩 꺼내기 위해서는 긴 시간이 필요하다. 그 때문에, 상기 반송 장치의 내열성 부족에 대응하기 위해 가열실의 온도를 저하시켰다. 그렇게 하면, 그 후에 다른 로트의 판형 피처리물을 처리할 때에 가열실의 온도를 상승시킬 필요가 있다. 그러나, 그러한 온도의 승강에 의해, 가열실 내의 온도 분포 특성이 악화되고, 또한 노(爐) 내의 축열 에너지가 손실되며, 더욱이 처리 시간도 길어진다. 또한, 냉각에 소요되는 시간이 길어지지 않도록, 가열실 내를 급냉시키기 위한 핀 쿨러 등의 부대 기기가 필요하게 된다. 게다가, 열풍용 필터로서 통상 사용되고 있는 HEPA 필터(High Efficiency Particle Accumulating Filter)가 급격한 온도 변화에 의해 열 팽창되거나 수축되면, 필터 여과재를 구성하는 유리 섬유가 깨져서 먼지를 발생시키기 때문에 청정도가 저하된다.

상기와 같은 카세트를 이용하는 경우, 판형 피처리물을 카세트 내외로 출납하는 반송 장치와, 카세트를 열처리 장치 내외로 출납하는 반송 장치가 필요하게 되어 비용이 상승하고, 설치 면적이 증가되는 문제가 있다. 또한, 복수의 열처리 장치로 이루어지는 열처리 시스템을 구성하는 경우, 각 열처리 장치의 처리 상황을 관리하면서 두 반송 장치를 운전할 필요가 있기 때문에, 운전 조작이 복잡해진다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결할 수 있는 열처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 열처리 시스템은, 가열실과, 이 가열실과 통하는 냉각실과, 복수 장의 판형 피처리물을 지지하는 랙과, 상기 가열실 내에서 랙에 의해 지지되는 판형 피처리물을 가열하는 열풍을 발생시키는 열풍 발생 수단과, 이 열풍이 통과하는 먼지 제거용 필터와, 상기 랙을 가열실과 냉각실 사이에서 왕복 이동시키는 기구와, 상기 가열실과 냉각실의 접속 개구를 개폐하는 개폐 기구를 구비하는 열풍 가열식 열처리 장치를 포함하며, 상기 냉각실에서 랙에 의해 지지된 판형 피처리물은 방치 냉각될 수 있으며, 또한 그 판형 피처리물을 강제로 공기 냉각하는 공냉 수단이 구비되어 있다.

본 발명의 구성에 따르면, 랙을 가열실로부터 냉각실로 이동시킨 후에, 판형 피처리물을 랙으로부터 꺼내어 냉각시킬 수 있다. 따라서, 판형 피처리물을 랙으로부터 꺼낼 때에도, 가열실을 항상 처리 온도로 유지하거나 처리 온도에 있어서의 온도 저하를 작게 하여 처리 온도로의 온도 상승 시간을 단축시킬 수 있으며, 가열실, 나아가서는 필터의 급격한 온도 변화를 없앨 수 있다. 또한, 랙은 가열실과 냉각실 사이에서 왕복 이동시키는 것 만으로 충분하고, 그 왕복 이동의 위치 결정이나 속도에 높은 정밀도는 필요하지 않다. 따라서, 상기 랙을 왕복 이동시키는 기구는 복잡한 구성을 필요로 하지 않는다. 또한, 가열실을 냉각시킬 필요가 없기 때문에, 급냉 핀 쿨러나 냉각수 설비 등이 불필요해지는 동시에, 노 본체의 축열 손실이 없어진다. 더욱이, 랙 내외로의 판형 피처리물의 출납을 실온 부근에서 행할 수 있기 때문에 반송 장치의 내열성은 불필요하게 된다.

상기 냉각실에서 랙에 의해 지지되는 판형 피처리물은 방치 냉각될 수 있으며, 또한 그 판형 피처리물을 강제로 공기 냉각하는 공냉 수단이 마련되기 때문에, 판형 피처리물을 200℃ 정도까지는 방치 냉각함으로써 급냉에 의한 파손을 방지하고, 그 후에는 강제 공기 냉각함으로써 냉각 시간을 단축시킬 수 있다.

본 발명의 열처리 시스템은, 상기 열풍 가열식 열처리 장치를 복수로 구비하고, 단일의 반송 장치를 구비하며, 이 반송 장치는 판형 피처리물을 냉각실 내의 랙에 장입(裝入)하여 지지하는 동시에, 냉각실 내의 랙에 의해 지지된 판형 피처리물을 꺼내는 기구를 구비하는 것이 바람직하다. 본 발명의 열처리 시스템에 의하면, 동시에 복수의 열처리 장치를 운전하는 경우에도 복잡한 운전 조작을 필요로 하지 않는다.

상기 가열실과 냉각실은 상하로 배열되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이로 인하여, 설치 면적을 가급적 작게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 운전 조작이나 구조를 복잡하게 하지 않으면서 가열실 내의 온도 분포 특성을 향상시켜, 처리 시간을 단축시키며, 판형 피처리물의 파손을 방지하고, 비용을 절감시키며, HEPA 필터 채용시의 청정도를 향상시키고, 설치 면적을 가급적 작게 하여, 판형 피처리물의 가열 온도를 평균화할 수 있는 열풍 가열식 열처리 시스템을 제공할 수 있다.

(제1 실시예)

도 1 내지 도 3에 도시된 제1 실시예의 열풍 가열식 열처리 시스템(1)은 횡방향으로 배열되는 3대의 열풍 가열식 열처리 장치(2)와, 하나의 반송 장치(4)와, 액정 디스플레이 장치용 유리 기판 등의 판형 피처리물(3)을 별도의 공정 사이에서 주고 받기 위한 4개의 수수(授受) 스테이션(5)과, 상기 열처리 장치(2)와 반송 장치(4) 및 수수 스테이션(5)을 둘러싸는 커버(6)를 포함한다.

각 열처리 장치(2)는 지지대(11)에 의해 지지되는 노 본체(12)의 내부 공간에 의해 구성되는 가열실(13)과, 이러한 노 본체(12)의 측면의 접속 개구(12a)를 통해 가열실(13)과 통하는 냉각실(14)과, 판형 피처리물(3)을 지지하는 랙(15)과, 상기 가열실(13) 내에서 랙(15)에 의해 지지된 판형 피처리물(3)을 가열하도록 열풍을 발생시키는 열풍 가열 기구(16)와, 그 열풍이 통과하는 먼지 제거용 필터(17)와, 상기 랙(15)을 가열실(13)과 냉각실(14) 사이에서 직선 왕복 이동시키는 이동 기구(18)를 구비한다.

상기 냉각실(14)은 노 본체(12)의 일측에 있는 공간에 의해 구성되고, 이에 따라 가열실(13)과 냉각실(14)은 횡방향으로 배열된다. 상기 냉각실(14)에서 판형 피처리물(3)은 방치 냉각될 수 있도록 되어 있다. 또한, 판형 피처리물(3)을 강제로 공기 냉각하는 공냉 수단으로서 상기 냉각실(14)에는 송풍 팬 유닛(31)이 설치되어 있다.

상기 랙(15)은 복수 장의 판형 피처리물(3)을 횡방향으로 1장씩 꺼낼 수 있도록, 이 피처리물의 두께 방향을 상하 방향으로 하여, 피처리물을 상하로 간격을 두고 지지하는 것으로, 예컨대 지주(支柱)로부터 돌출하는 갈고리부를 매개로 지지하는 것을 사용할 수 있다.

상기 수수 스테이션(5)에 별도의 공정으로부터 반입되는 카세트(20)는 복수 장의 판형 피처리물(3)을 횡방향으로 1장씩 꺼낼 수 있도록 상하로 간격을 두고 지지하며, 이러한 카세트는 공지의 것을 이용할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열풍 가열 기구(16)는 가열실(13) 내에서 판형 피처리물(3)을 가열하는 열풍을 발생하여 순환시킨다. 즉, 그 가열실(13) 내부에 내벽(21)이 설치되어 있다. 상기 내벽(21)의 양 측면 및 상면과 노 본체(12)의 내면 사이에는 열풍 통로가 형성된다. 상기 내벽(21)의 내부에 상기 랙(15)을 배치할 수 있고, 이 내벽(21) 상방에 있어서 노 본체(12)에 히터(22)와 열풍 순환용 팬(23)이 장착되어 있다. 상기 내벽(21)의 일측면에 필터(17)로서 작용하는 HEPA 필터가 장착되고, 타측면에 복수의 통풍구(25)가 형성되어 있다. 도 3에서 화살표로 표시된 바와 같이, 상기 히터(22)에 의해 가열된 가열실(13) 내의 질소 등의 분위기는 팬(23)에 의해 순환되므로, 랙(15)에 의해 지지된 판형 피처리물(3)에는 필터(17)를 통해 횡방향으로 열풍이 송풍된다. 상기 열풍은 각 판형 피처리물(3)의 표면 및 이면을 따라 흐르고, 그 후에 통풍구(25)를 통해 히터(22)에 도달하여 다시 가열된다. 상기 필터(17)가 급격한 온도 변화에 의해 열 팽창되거나 수축되면, 필터 여과재를 구성하는 유리 섬유가 깨져서 먼지가 발생한다.

상기 이동 기구(18)는 상기 가열실(13)과 냉각실(14)의 아래쪽에 배치된 지지대(41)와, 이 지지대(41)에 지지되는 구동 기구(43)에 의해 횡방향으로 직선 왕복 구동되는 슬라이더(42)를 구비한다. 상기 구동 기구(43)는 예컨대 공압 실린더로 구성된다. 상기 슬라이더(42)의 이동 방향은 가열실(13)과 냉각실(14)의 배열 방향과 일치한다. 상기 슬라이더(42)는 노 본체(12)의 저벽보다 위쪽에 위치하는 제1 부분(42a)과, 아래쪽에 위치하는 제2 부분(42b)과, 제1 부분(42a) 및 제2 부분(42b)을 연결하는 제3 부분(42c)으로 이루어진다. 상기 랙(15)은 제1 부분(42a)에 지지된다. 슬라이더(42)의 직선 왕복 이동에 의해, 랙(15)은 제1 부분(42a)과 함께 도 1에서 실선으로 도시된 바와 같이 냉각실(14) 내에 배치되는 위치와, 2점 쇄선으로 도시된 바와 같이 가열실(13) 내에 배치되는 위치로 위치 결정될 수 있다.

상기 접속 개구(12a)를 개폐하는 개폐 기구로서 보온 셔터(51)가 설치되어 있다. 상기 보온 셔터(51)는 구동 장치(도시 생략)에 의해, 도 1에서 실선으로 도시된 바와 같이 접속 개구(12a)를 폐쇄하는 폐쇄 위치와, 2점 쇄선으로 도시된 바와 같이 접속 개구(12a)를 개방하는 개방 위치 사이에서 구동할 수 있도록 되어 있다. 또한, 랙(15)이 가열실(13) 내에 배치될 때, 보온 셔터(51)는 상기 슬라이더(42)의 제1 부분(42a)과 함께 접속 개구(12a)를 폐쇄한다.

상기 반송 장치(4)는 판형 피처리물(3)을 냉각실(14) 내의 랙(15)과 수수 스테이션(5)의 카세트(20)에 장입하여 지지하고, 또한 냉각실(14) 내의 랙(15)과 수수 스테이션(5)의 카세트(20)에 의해 지지되는 판형 피처리물(3)을 꺼낸다. 이를 위한 기구로서, 반송 장치(4)는 로봇(61)과, 이 로봇(61)을 도 1의 실선 위치와 2점쇄선 위치 사이에서 승강시키는 승강 기구(62)와, 상기 로봇(61)과 승강 기구(62)를 열처리 장치(2)의 배열 방향을 따라 횡방향으로 구동하는 주행 기구(63)를 구비한다. 상기 로봇(61)은 판형 피처리물(3) 지지 포크(61a)와, 이 지지 포크(61a)의 신축 아암(61b)을 구비하며, 랙(15)과 카세트(20)의 내외로 판형 피처리물(3)을 출납한다. 상기 승강 기구(62)는 로봇(61)을 승강시킨다. 상기 주행 기구(63)는 로봇(61)과 승강 기구(62)를 랙(15)과 카세트(20)에 대향하는 위치에 위치 결정한다.

열처리 장치의 커버(6)에는 각 수수 스테이션(5)에 대향하는 개구 개폐 도어(6a)가 설치되어 있다. 판형 피처리물(3)은 카세트(20)에 의해 지지된 상태로 커버(6) 외부로부터 수수 스테이션(5)으로 반입되고, 또한 카세트(20)에 의해 지지된 상태로 수수 스테이션(5)으로부터 커버(6) 외부로 반출된다. 또한, 커버(6)에는 내부 공기 청정 장치(71)가 장착되어 있다.

상기 구성에 의해 열처리를 행하는 경우, 각 노 본체(12)의 접속 개구(12a)를 보온 셔터(51)에 의해 폐쇄하고, 열풍 가열 기구(16)에 의해 가열실(13) 내부를 처리 온도(예컨대 230℃)로 유지하고, 랙(15)을 냉각실(14)에 배치한다. 다음에, 판형 피처리물(3)을 반송 장치(4)에 의해 수수 스테이션(5)의 카세트(20)로부터 꺼내어 랙(15)에 지지한다. 다음에 접속 개구(12a)를 개방하고, 이동 기구(18)에 의해 랙(15)을 가열실(13) 내로 이동시키고, 그 후에 접속 개구(12a)를 다시 폐쇄한다. 그리고 나서 열풍 가열 기구(16)에 의해 판형 피처리물(3)을 가열한다. 열처리가 종료되면 접속 개구(12a)를 개방하고, 이동 기구(18)에 의해 랙(15)을 냉각실(14) 내로 이동시킨다. 다음에 접속 개구(12a)를 다시 폐쇄한다. 그리고, 냉각실(14)에서, 판형 피처리물(3)을 예컨대 200℃까지 방치 냉각하고, 계속해서 송풍 팬 유닛(31)에 의해 강제로 공기 냉각한다. 강제 공기 냉각용의 냉각풍은 냉각실(14)에서 랙(15)에 의해 지지된 판형 피처리물(3)에 열처리 장치(2)의 배열 방향을 따라 횡방향으로 송풍된다. 그리고 나서, 판형 피처리물(3)을 반송 장치(4)에 의해 랙(15)으로부터 꺼내어 수수 스테이션(5)의 카세트(20)에 지지시킨다.

전술한 구성에 의하면, 랙(15)을 가열실(13)로부터 냉각실(14)로 이동시킨 후에 판형 피처리물(3)을 랙(15)으로부터 꺼내어 냉각시킬 수 있다. 따라서, 랙(15)으로부터 판형 피처리물(3)을 꺼낼 때에도, 가열실(13)은 항상 처리 온도로 유지되거나, 또는 처리 온도의 온도 저하가 작게 되어 처리 온도로의 온도 상승 시간을 단축시킬 수 있다. 이에 따라, 가열실(13) 내의 온도 분포 특성이 향상되고, 처리 시간이 단축되어 비용이 절감되며, 급격한 온도 변화를 없애서 HEPA 필터(17) 채용시의 청정도를 향상시킬 수 있다. 또한, 가열실(13)을 냉각시킬 필요가 없기 때문에, 급냉 핀 쿨러나 냉각수 설비 등이 불필요하고, 노 본체의 축열 손실이 없어진다. 더욱이, 랙(15) 내외로의 판형 피처리물(3)의 출납을 실온 부근에서 행할 수 있기 때문에 반송 장치(4)의 내열성이 불필요하여, 비용을 억제할 수 있다. 또한, 랙(15)은 가열실(13)과 냉각실(14) 사이에서 이동 기구(18)에 의해 왕복 이동되는 것만으로 충분하며, 이 왕복 이동의 위치 결정이나 속도는 높은 정밀도가 불필요하다. 따라서, 이동 기구(18)는 복잡한 구성을 필요로 하지 않는 동시에, 복수의 열처리 장치(2)를 운전하는 경우에도 복잡한 운전 조작을 필요로 하지 않는다. 또한, 냉각실(14)에서 랙(15)에 의해 지지된 판형 피처리물(3)을 200℃ 정도까지는 방치 냉각함으로써 파손을 방지할 수 있고, 그 후에는 강제로 공기 냉각함으로써 냉각 시간을 단축시킬 수 있다.

도 4는 상기 구성에 의해 열처리한 판형 피처리물(3)의 시간 변화에 따른 상한 온도, 하한 온도, 가열실(13) 내의 제어 온도, 가열실(13) 내에서 직경이 0.3 ㎛ 이상인 입자 수를 나타낸다. 도 5는 냉각실이 없고, 가열실 내에 랙이 고정된 종래의 열처리 시스템에 의해 열처리한 판형 피처리물의 시간 변화에 따른 상한 온도, 하한 온도, 가열실 내의 제어 온도, 가열실(13) 내에서 직경이 0.3 ㎛ 이상인 입자 수를 나타낸다. 이들에 의하면, 처리 시간을 단축시킬 수 있고, 또한 가열실 내의 청정도를 향상시킬 수 있는 것을 확인할 수 있다.

(제2 실시예)

도 6 내지 도 8에 도시된 본 발명의 제2 실시예의 열풍 가열식 열처리 시스템(101)은 횡방향으로 배열된 3대의 열풍 가열식 열처리 장치(102)와, 단일의 반송 장치(104)와, 열처리 장치(102)와 반송 장치(104)를 둘러싸는 커버(106)를 포함한다.

각 열처리 장치(102)는 지지대(111)에 의해 지지되는 노 본체(112)의 내부 공간에 의해 구성되는 가열실(113)과, 그 노 본체(112) 저면의 접속 개구(112a)를 통해 가열실(113)로 통하는 냉각실(114)과, 액정 디스플레이 장치용 유리 기판 등의 판형 피처리물(103)을 지지하는 랙(115)과, 그 가열실(113) 내에서 랙(115)에 의해 지지된 판형 피처리물(103)을 가열하는 열풍을 발생하는 열풍 가열 기구(116)와, 그 열풍이 통과하는 먼지 제거용 필터(117)와, 상기 랙(115)을 가열실(113)과 냉각실(114) 사이에서 직선 왕복 이동시키는 이동 기구(118)와, 그 랙(115)을 상하 방향 축둘레로 회전 구동하는 회전 기구(119)를 구비한다.

상기 냉각실(114)은 노 본체(112)의 아래측에 있는 공간에 의해 구성되고, 이에 따라 가열실(113)과 냉각실(114)은 상하로 배열되게 배치되어 있다. 상기 냉각실(114)에 있어서 판형 피처리물(103)은 방치 냉각될 수 있도록 되어 있다. 또한, 판형 피처리물(103)을 강제 공기 냉각하는 수단으로서, 그 냉각실(114)을 사이에 두도록 송풍 팬 유닛(131a)과 배기 팬 유닛(131b)이 설치되어 있다.

상기 랙(115)은 복수 장의 판형 피처리물(103)을 횡방향으로 1장씩 꺼낼 수 있도록, 이 피처리물의 두께 방향을 상하 방향으로 하여 피처리물을 상하로 간격을 두고 지지하는 것으로, 예컨대 지주로부터 돌출하는 갈고리부를 매개로 지지하는 것을 사용할 수 있다.

상기 회전 기구(119)는 랙(115)을 지지하는 회전대(119a)와, 이 회전대(119a)를 지지하는 지지대(119b)와, 회전대(119a)를 상하 방향 축둘레로 회전 구동하는 구동 기구(119c), 예컨대 회전 전달 기구 또는 원동기 등을 구비한다. 상기 회전대(119a)의 회전은 연속 회전일 수도 있고 간헐적 회전일 수도 있다. 상기 지지대(119b)는 상기 접속 개구(112a)를 폐쇄할 수 있는 크기로 되어 있다.

상기 열풍 가열 기구(116)는 가열실(113) 내에서 판형 피처리물(103)을 가열하는 열풍을 발생시키고 순환시킨다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 그 가열실(113) 내부에 내벽(121)이 설치된다. 상기 내벽(121)의 전후면 및 상면과 노 본체(112)의 내면 사이에 열풍 통로가 형성된다. 상기 내벽(121)의 내부에 상기 랙(115)을 배치할 수 있고, 이 내벽(121) 후방의 노 본체(112)에 히터(122)와 열풍 순환용 팬(123)이 장착된다. 상기 내벽(121)의 후면에 필터(117)로서 작용하는 HEPA 필터가 장착되고, 전면에는 복수의 통풍구(125)가 형성되어 있다. 도 6에서 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 히터(122)에 의해 가열된 가열실(113) 내의 질소 등의 분위기는 팬(123)에 의해 순환되므로, 랙(115)에 의해 지지된 판형 피처리물(103)에는 필터(117)를 통해 횡방향으로 열풍이 송풍된다. 이러한 열풍은 각 판형 피처리물(103)의 표면 및 이면을 따라 흐르고, 그 후에 통풍구(125)를 통해 히터(122)에 도달하여 다시 가열된다. 그 필터(117)가 급격한 온도 변화에 의해 열 팽창되거나 수축되면, 필터 여과재를 구성하는 유리 섬유가 깨져서 먼지를 발생한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이동 기구(118)는 그 냉각실(114) 내에 배치된 지지대(141)와, 이 지지대(141)에 의해 지지되는 구동 기구(143)에 의해 상하 방향으로 직선 왕복 구동되는 슬라이더(142)를 구비한다. 구동 기구(143)는 예컨대 공압 실린더로 구성된다. 상기 슬라이더(142)의 이동 방향은 가열실(113)과 냉각실(114)의 배열 방향과 일치한다. 이러한 슬라이더(142)에 의해 상기 랙(115)이 회전 기구(119)를 통해 지지된다. 슬라이더(142)의 왕복 이동에 의해, 랙(115)은 회전 기구(119)와 함께 도 6에서 실선으로 도시된 바와 같이 냉각실(114) 내에 배치되는 위치와, 2점쇄선으로 도시된 바와 같이 가열실(113) 내에 배치되는 위치로 위치 결정된다.

상기 접속 개구(112a)를 개폐하는 개폐 기구로서 보온 셔터(151)가 설치되어 있다. 이러한 보온 셔터(151)는 구동 장치(도시 생략)에 의해, 도 6에서 실선으로 도시된 바와 같이 접속 개구(112a)를 폐쇄하는 폐쇄 위치와, 2점쇄선으로 도시된 바와 같이 접속 개구(112a)를 개방하는 개방 위치 사이에서 구동할 수 있도록 되어 있다.

상기 반송 장치(104)는 판형 피처리물(103)을 냉각실(114) 내의 랙(115)에 지지되게 하고, 또한 냉각실(114) 내의 랙(115)에 의해 지지된 판형 피처리물(103)을 꺼내는 기구로서, 로봇(161)과, 이 로봇(161)을 도 6의 실선 위치와, 2점쇄선 위치 사이에서 승강시키는 승강 기구(162)와, 상기 로봇(161)과 승강 기구(162)를 열처리 장치(102)의 배열 방향을 따라 횡방향으로 구동하는 주행 기구(163)를 구비한다. 상기 로봇(161)은 판형 피처리물(103)의 지지 포크(161a)와, 이 포크(161a)의 신축 아암(161b)을 구비하며, 랙(115) 내외로 판형 피처리물(103)을 출납한다. 승강 기구(162)는 로봇(161)을 승강시킨다. 상기 주행 기구(163)는 상기 로봇(161)과 승강 기구(162)를 랙(115)에 대향하는 위치로 위치 결정한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 커버(106)의 측방에 별도의 공정으로부터 반송되는 카세트(120)가 배치된다. 복수 장의 판형 피처리물(103)은 횡방향으로 1장씩 꺼낼 수 있도록 카세트(120)에 상하로 간격을 두고 지지된다. 상기 반송 장치(104)는 주행 기구(163)에 의해 로봇(161)과 승강 기구(162)를 카세트(120)에 대향하는 위치로 위치 결정하고, 그 카세트(120)에 판형 피처리물(103)을 지지시키며, 또한 그 카세트(120)에 지지된 판형 피처리물(103)을 꺼낼 수 있다.

상기 커버(106)에는 그 카세트(120)에 대향하는 개폐 가능한 개구가 마련되어 있다. 또한, 커버(106)에 내부 공기 청정 장치(171)가 장착되어 있다.

상기 구성에 의해 열처리를 행하는 경우, 각 노 본체(112)의 접속 개구(112a)를 보온 셔터(151)에 의해 폐쇄하고, 열풍 가열 기구(116)에 의해 가열실(113) 내부를 처리 온도(예컨대 230℃)로 유지하고, 랙(115)을 냉각실(114)에 배치한다. 다음에, 판형 피처리물(103)을 반송 장치(104)에 의해 카세트(120)로부터 꺼내어 랙(115)에 지지한다. 다음에 접속 개구(112a)를 개방하여 이동 기구(118)에 의해 랙(115)을 가열실(113) 내로 이동시킨다. 그리고, 회전 기구(119)의 지지대(119b)에 의해 접속 개구(112a)를 폐쇄한다. 그리고 나서 열풍 가열 기구(116)에 의해 판형 피처리물(103)을 가열한다. 이러한 가열 시에, 도 7에 도시된 바와 같이 랙(115)을 회전 기구(119)에 의해 상하 방향 축둘레로 회전시킨다. 열처리가 종료되면, 랙(115)의 회전을 정지시키고, 이동 기구(118)에 의해 랙(115)을 냉각실(114) 내로 이동시키며, 접속 개구(112a)를 다시 보온 셔터(151)에 의해 폐쇄한다. 냉각실(114)에 있어서, 판형 피처리물(103)을 예컨대 200℃까지 방치 냉각하고, 계속해서 송풍 팬 유닛(131a)과 배기 팬 유닛(131b)에 의해 강제로 공기 냉각한다. 이러한 강제 공기 냉각용의 냉각풍은 냉각실(114)에서 랙(115)에 지지된 판형 피처리물(103)에 열처리 장치(102)의 배열 방향을 따라 횡방향으로 송풍된다. 그리고 나서, 판형 피처리물(103)을 반송 장치(104)에 의해 랙(115)으로부터 꺼내어 카세트(120)에 지지되게 한다.

상기 구성에 의하면, 제1 실시예와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다. 더욱이, 가열실(113)과 냉각실(114)이 상하로 배열되어 있기 때문에, 가열실(113) 및 냉각실(114)의 설치에 필요한 면적은 두 곳을 횡방향으로 배열하는 경우의 대략 1/2이 되어, 시스템(101)의 설치 면적을 가급적 작게 할 수 있다. 또한, 가열실(113) 내에서 랙(115)을 상하 방향 축둘레로 회전 구동함으로써, 판형 피처리물(103)을 상하 방향 축둘레로 회전시키고, 열풍의 상류측과 하류측에서 판형 피처리물(103)에 온도차가 생기는 것을 방지하여 판형 피처리물(103)의 가열 온도의 평균화를 도모할 수 있다.

또, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다. 예컨대, 열풍 가열식 열처리 장치의 수는 한정되지 않는다. 또한, 냉각실은 냉각을 위한 공간(룸)으로서, 반드시 물리적인 경계를 설치하여 외계와 격리되어 있는 것을 의미하는 것은 아니며, 광의로 해석해야 한다.

본 발명에 따르면, 판형 피처리물을 랙으로부터 꺼낼 때에도, 가열실을 항상 처리 온도로 유지하거나 처리 온도의 온도 저하를 작게 하여 처리 온도로의 온도 상승 시간을 단축시킬 수 있으며, 가열실, 나아가서는 필터의 급격한 온도 변화를 없앨 수 있다. 또한, 랙은 가열실과 냉각실 사이에서 왕복 이동시키는 것 만으로 충분하고, 그 왕복 이동의 위치 결정이나 속도에 높은 정밀도는 필요하지 않으므로, 상기 랙을 왕복 이동시키는 기구는 복잡한 구성이 필요하지 않다. 또한, 가열실을 냉각시킬 필요가 없기 때문에, 급냉 핀 쿨러나 냉각수 설비 등이 불필요하며 동시에, 노 본체의 축열 손실이 없어진다. 더욱이, 랙 내외로의 판형 피처리물의 출납을 실온 부근에서 행할 수 있기 때문에 반송 장치의 내열성이 필요없다.

도 1은 본 발명의 열처리 시스템의 제1 실시예의 측단면도.

도 2는 본 발명의 열처리 시스템의 제1 실시예의 평단면도.

도 3은 본 발명의 열처리 장치의 제1 실시예의 정단면도.

도 4는 본 발명의 열처리 시스템의 제1 실시예에 의해 열처리한 판형 피처리물의 시간 변화에 따른 상한 온도, 하한 온도, 가열실의 제어 온도, 가열실 내의 입자 수를 나타내는 도면.

도 5는 종래의 열처리 시스템에 의한 판형 피처리물의 시간 변화에 따른 상한 온도, 하한 온도, 가열실의 제어 온도, 가열실 내의 입자 수를 나타내는 도면.

도 6은 본 발명의 열처리 시스템의 제2 실시예의 측단면도.

도 7은 본 발명의 열처리 시스템의 제2 실시예의 평단면도.

도 8은 본 발명의 열처리 장치의 제2 실시예의 정단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

2, 102: 열처리 장치

3, 103: 판형 피처리물

13, 113: 가열실

14, 114: 냉각실

15, 115: 랙

51, 151: 개폐 기구

Claims

가열실(13, 113)과,

이 가열실(13, 113)에 통하는 냉각실(14, 114)과,

복수 장의 판형 피처리물(3, 103)을, 두께 방향을 상하 방향으로 하여, 상하로 간격을 두고 지지하는 랙(15, 115)과;

상기 가열실(13, 113) 내에서 랙(15, 115)에 의해 지지된 판형 피처리물(3, 103)을 가열하는 열풍을, 판상 피처리물(3, 103)에 횡방향으로부터 송풍되도록 발생시키는 열풍 발생 수단(16, 116)과;

이러한 열풍이 통과하는 먼지 제거용 필터(17, 117)와,

상기 랙(15, 115)을 가열실(13, 113)과 냉각실(14, 114) 사이에서 왕복 이동시키는 이동 기구(18, 118)와,

상기 가열실(13, 113)과 냉각실(14, 114)의 접속 개구(12a, 112a)를 개폐하는 개폐 기구(51, 151)를 구비하는 열풍 가열식 열처리 장치(2, 102)를 포함하는 열처리 시스템으로서,

상기 냉각실(14, 114)에서 랙(15, 115)에 의해 지지된 판형 피처리물(3, 103)을 방치 냉각할 수 있고, 그 판형 피처리물(3, 103)을 강제 공기 냉각하는 공냉 수단(31, 131a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
제1항에 있어서, 복수 개의 열풍 가열식 열처리 장치(2, 102)와, 단일의 반송 장치(4, 104)를 구비하며,

상기 반송 장치(4, 104)는 판형 피처리물(3, 103)을 냉각실(14, 114) 내의 랙(15, 115)에 장입하여 지지되게 하는 동시에 냉각실(14, 114) 내의 랙(15, 115)에 의해 지지된 판형 피처리물(3, 103)을 꺼내는 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열실(113)과 냉각실(114)은 상하로 배열되게 배치되는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.